KR20100031598A

KR20100031598A - 엑시얼 디스크의 기계적 록킹 배열체

Info

Publication number: KR20100031598A
Application number: KR1020107000075A
Authority: KR
Inventors: 볼프강 푸겔; 알렉산더 라임헨
Original assignee: 쉐플러 카게
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2010-03-23
Also published as: EP2179190A1; US20100209183A1; WO2009010340A1; DE102007032655A1

Abstract

본 발명은 엑시얼 디스크 (7, 14) 의 기계적 록킹 배열체에 관한 것으로, 상기 엑시얼 디스크는 하우징 (1) 또는 샤프트 (15) 와 연결되어 있으며, 이때 하우징 (1) 은 수용 개구부 (3) 를 구비하고, 상기 수용 개구부 안에 엑시얼 디스크 (7) 가 삽입되어 있으며, 또는 샤프트 (15) 가 엑시얼 디스크 (14) 의 중앙 수용 보어 (16) 로 둘러싸여 있다. 본 발명에 따르면, 하우징 (1) 의 수용 개구부 (3) 의 내부 측면 (5) 과 엑시얼 디스크 (7) 의 외부 측면 사이에는 또는 엑시얼 디스크 (14) 의 중앙 수용 보어 (16) 와 샤프트 (15) 사이에는 탄성적으로 유연한 연결요소 (6) 가 배치되어 있고, 상기 연결요소 (6) 는 원형에서 벗어나는 형태를 가지며, 상기 연결요소 (6) 는 하우징 (1) 과 엑시얼 디스크 (7) 를, 또는 샤프트 (15) 와 엑시얼 디스크 (14) 를 압력 끼워맞춤식으로 서로 연결하고, 이때 연결요소 (6) 는 원주 방향으로 서로 간격을 두고 있는 다수의 위치에서 프리로드하에서 수용 개구부 (3) 및 엑시얼 디스크 (7) 와 접촉하거나 또는 샤프트 (15) 및 엑시얼 디스크 (14) 와 접촉한다.

Description

엑시얼 디스크의 기계적 록킹 배열체{MECHANICAL LOCKING ARRANGEMENT OF AN AXIAL DISK}

본 발명은 엑시얼 디스크의 기계적 록킹 배열체에 관한 것으로, 상기 엑시얼 디스크는 하우징 또는 샤프트와 연결되어 있고, 이때 상기 하우징은 수용 개구부를 구비하며, 상기 수용 개구부 안에 엑시얼 디스크가 삽입되어 있고, 또는 상기 샤프트가 엑시얼 디스크의 중앙 수용 보어로 둘러싸여 있다.

이러한 유형의 엑시얼 디스크는 예컨대 쓰러스트 와셔로 또는 기어 메커니즘 제조에서는 하우징 디스크 또는 샤프트 디스크로 삽입되며, 마지막에 언급된 이 경우에는 롤링 바디 (rolling body) 를 위한 레이스웨이로 사용된다. 선행기술에 따르면, 이러한 유형의 엑시얼 디스크는 조정 와셔로 제조되며, 상기 조정 와셔는 엑시얼 디스크와, 관련된 연결구조 사이의 좁은 허용오차를 보장하기 위해 비용이 많이 드는 절삭가공으로 제조되어야만 한다. 엑시얼 디스크가 수용 보어 안으로 스냅 (snap) 될 수 있도록 상기 엑시얼 디스크와 상기 수용 보어 사이에 약간의 커버부가 존재해야만 하기 때문에 이러한 좁은 허용오차가 필요하다. 이 경우, 엑시얼 디스크가 그의 방사상 외부 단부에 챔퍼 (chamfer) 를 구비하면 바람직한 것으로 밝혀졌다. 이는 엑시얼 디스크의 지름과 외부 측면이 치수 안정성 및 평탄도와 관련하여 가장 높은 요구들을 충족시켜야만 한다는 것을 의미한다. 하지만 이로 인해 이러한 유형의 디스크는 비용이 많이 드는 톱질, 터닝 및 연삭을 통해, 요구되는 정밀한 치수를 가져야만 한다. 훨씬 더 간단하고, 그러므로 보다 저렴한 비용으로 제조될 수 있는 펀칭된 (punched) 디스크는 이 적용목적에 적합하지 않은데, 왜냐하면 그의 측면은 이른바 펀칭 테어 아웃부를 갖고 있기 때문이다 (즉, 요구된 표면평탄도를 갖지 않기 때문이다). 그 밖의 단점은 연결구조에서의 이러한 엑시얼 디스크의 고정이 충분히 안전하지 못하다는 것이며, 즉, 이른바 오버헤드 (overhead) 조립에서, 중력으로 인해 엑시얼 디스크가 연결구조에서 분리될 수 있다.

공지의 선행기술의 단점들로부터 출발한 본 발명의 목적은 엑시얼 디스크를 고정하기 위한 전체 비용을 결정적으로 감소시키는, 엑시얼 디스크를 위해 축방향에서 압력 끼워맞춤식으로 작용하는 록킹 배열체를 개발하는 것이다.

상기 목적은 청구항 제 1 항의 전제부와 관련하여 본 발명에 따르면 하우징의 수용 개구부의 내부 측면과 엑시얼 디스크의 외부 측면 사이에는 또는 엑시얼 디스크의 중앙 수용 보어와 샤프트의 사이에는 탄성적으로 유연한 연결요소가 배치되어 있고, 상기 연결요소는 원형에서 벗어나는 형태를 가지며, 상기 연결요소는 상기 하우징과 상기 엑시얼 디스크를 또는 상기 샤프트와 상기 엑시얼 디스크를 압력 끼워맞춤식으로 서로 연결하고, 이때 상기 연결요소는 원주 방향으로 서로 간격을 둔 다수의 위치에서 프리로드 (preload) 하에서 상기 수용 개구부 및 상기 엑시얼 디스크와, 또는 상기 샤프트 및 상기 엑시얼 디스크와 접촉함으로써 달성된다.

본 발명에 따른 해결책의 근본적인 장점은 상기 탄성적인 연결요소의 사용을 통해, 사용된 엑시얼 디스크에 대해 보다 큰 요구가 제시될 필요가 없다는 데에 있다. 특히, 연결구조와 엑시얼 디스크 사이의 허용오차를 지킬 필요가 없다. 이는 엑시얼 디스크의 지름뿐만 아니라 그의 측면의 거칠기에도 해당된다. 상기 탄성적인 연결요소는 원형에서 벗어나는 그의 형태를 통해 간단한 방식으로 엑시얼 디스크와 연결구조 사이의 허용오차 및 존재하는 유극을 가능한 한 보상한다. 특히, 상당히 저렴한 비용으로 제조될 수 있는 펀칭된 엑시얼 디스크를 사용하는 것이 가능한데, 왜냐하면 상기 엑시얼 디스크는 큰 비용을 들여 연삭될 필요가 없기 때문이다. 본 발명에 따른 기계적 록킹 배열체의 그 밖의 장점은 상기 록킹 배열체가 신뢰성 있게 작동한다는 데에 있다. 즉, 특히 이른바 오버헤드 조립에서, 중력의 영향하에서의 엑시얼 디스크와 연결구조의 분리가 가능하지 않다. 균일하게 서로 간격을 둔 3 개의 둘레 위치들에 각각 하나의 벌지부 (bulge) 가 존재하는 연결요소의 다각형 형태는, 모든 작동조건하에서 엑시얼 디스크와 연결구조가 안전하게 유지되도록 한다. 각도가 있게끔 상기 연결요소를 형성함으로 인해 한편으로는 그의 안정성이 높아지고 다른 한편으로는 엑시얼 앵글드 디스크 (axial angled disk) 의 밀착이 개선된다. 샤프트 디스크로서의 사용 또는 하우징 디스크로서의 사용에 따라, 상기 탄성적인 연결요소의 상기 벌지부들은 방사상 바깥쪽에 또는 방사상 안쪽에 놓이도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 연결요소가 한편으로는 매우 얇은 벽으로 설계되고 다른 한편으로는 충분히 높은 탄성을 가진 철강 재료로 구성되면 바람직한 것으로 증명되었다.

본 발명의 그 밖의 특징들은 하기의 설명, 및 본 발명의 2 개의 실시예를 간략한 형태로 도시하고 있는 도면들에 나타나 있다.

도 1 은 연결구조 안에 조립하기 전의 하우징 디스크의 투시도,
도 2 는 조립한 후의 도 1 에 따른 배열체의 평면도,
도 3 은 본 발명에 따라 형성된 연결요소의 제 1 변형의 평면도,
도 4 는 삽입된 엑시얼 디스크를 가진 도 3 에 따른 연결요소의 평면도,
도 5 는 엑시얼 디스크를 삽입하기 전의 도 4 에 따른 배열체의 투시도,
도 6 은 아직 밀착되지 않은 연결요소를 가진 엑시얼 디스크의 축방향 단면도,
도 7 은 밀착된 연결요소를 가진 도 6 과 동일한 축방향 단면도,
도 8 은 그 밖의 연결구조의 평면도,
도 9 는 본 발명에 따른 연결요소의 제 2 변형의 평면도,
도 10 은 도 9 에 따른 연결요소의 투시도,
도 11 은 도 9 의 제 2 연결요소에 따른 엑시얼 디스크의 축방향 단면도,
도 12 는 밀착된 연결요소를 가진 동일한 축방향 단면도이다.

도 1 및 도 2 에는 썬기어 (sun gear, 1) 형태의 연결구조가 도시되어 있으며, 상기 썬기어는 각 유성기어세트 (planetary gear set) 의 구성요소이다. 이러한 유형의 유성기어세트들은 각 자동변속기의 핵심이다. 도시되어 있지 않은 방식으로 썬기어 (1) 둘레에는 원주 방향으로 균일하게 서로 간격을 두고 있는 다수의 유성기어가 배치되어 있고, 상기 유성기어들의 톱니들은 썬기어 (1) 의 둘레 톱니부 (2) 와 맞물린다. 유성기어들도 역시 도시되어 있지 않은 링기어로 둘러싸여 있고, 상기 링기어의 내부 톱니부는 유성기어들의 톱니부와 맞물린다. 또한 도시된 바와 같이, 썬기어 (1) 에는 둥근 수용 개구부 (3) 가 제공되어 있으며, 상기 수용 개구부는 축방향에서는 숄더 (4) 에 의해 한정되어 있고 방사상 방향에서는 측면 (5) 에 의해 한정되어 있다.

도 1 및 도 2 에 또한 도시된 바와 같이, 썬기어 (1) 의 수용 개구부 (3) 안에는 연결요소 (6) 가 삽입되어 있고, 상기 연결요소는 엑시얼 디스크 (7) 를 수용한다. 특히 도 3, 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 연결요소 (6) 는 원형에서 벗어난 형태를 가진다. 도 3 및 도 4 에서 알 수 있듯이, 연결요소 (6) 는 본질적으로 다변형으로, 즉 다각형으로, 본 실시예에서는 삼각형으로 형성되어 있으며, 상기 연결요소는 원주 방향으로 균일하게 서로 간격을 둔 둘레 위치에 3 개의 벌지부 (8) 를 구비하고, 상기 벌지부들은 공통의 축 (9) 과 관련하여 최대 반경 (R2) 을 가지며, 상기 최대 반경은 벌지부 (8) 의 꼭지점에 있다. 벌지부 (8) 의 이 최대 반경 (R2) 은, 결국 벌지부 (8) 의 시작부와 끝부에서 반경 (R2) 이 반경 (R1) (상기 반경은 포함된 엑시얼 디스크 (7) 의 반경과 일치한다) 과 같아질 때까지 양쪽으로 원주 방향으로 감소한다. 이러한 방식으로, 엑시얼 디스크 (7) 는 벌지부 (8) 를 제외하고 모든 쪽에서 연결요소 (6) 로 둘러싸인다. 연결요소 (6) 는 각도를 이루게 형성되어 있고, 이때 방사상으로 뻗어 있는 부분 (11) 은 축방향으로 뻗어 있는 부분 (10) 안으로 병합되며, 상기 축방향으로 뻗어 있는 부분은 엑시얼 디스크 (7) 의 측면을 부분적으로 빙 둘러싼다. 도 4 에 또한 도시된 바와 같이, 벌지부 (8) 의 꼭지점에는 참조부호 12 로 표시된 최대 커버부 (cover) 가 존재하며, 그의 값은 적용 경우에 따라 밀리미터까지일 수 있다.

도 2 에서는, 엑시얼 디스크 (7) 가 썬기어 (1) 의 수용 개구부 (3) 안에 한편으로는 그의 둘레의 대부분에 걸쳐 연결요소 (6) 의 축방향으로 뻗어 있는 부분 (11) 에 의해 수용되어 있음을 알 수 있다. 벌지부 (8) 들의 영역에서만 엑시얼 디스크 (7) 와 연결요소 (6) 의 부분 (10) 간의 접촉이 없다. 다른 한편으로는, 엑시얼 디스크 (7) 는 수용 개구부 (3) 안에 연결요소 (6) 의 벌지부 (8) 들에 의해 유지되어 있고, 이때 벌지부 (8) 들은 수용 개구부 (3) 의 측면 (5) 에 밀착한다. 또한 도 2 에서는, 원형에서 벗어나는 연결요소 (6) 의 형태를 근거로 상기 연결요소는 동시에 엑시얼 디스크 (7) 의 측면 및 수용 개구부 (3) 의 측면과 접촉하고, 따라서 엑시얼 디스크 (7) 가 썬기어 (1) 와 압력 끼워맞춤식으로 연결되어 있음을 알 수 있다. 탄성적인 연결요소 (6) 와 스냅되기 전과 후의, 펀칭된 엑시얼 디스크 (7) 를 나타내는 도 6 및 도 7 은 엑시얼 디스크 (7) 의 경사져 뻗어 있는 펀칭 테어 아웃부 (tear out, 13) 를 나타낸다. 상기 펀칭 테어 아웃부는 연결요소 (6) 의 축방향으로 뻗어 있는 부분 (10) 을 위한 도입면으로 쓰이고, 따라서 상기 연결요소와 엑시얼 디스크 (7) 는 간단히 서로 스냅될 수 있다.

도 8 내지 도 12 에 도시되어 있는 실시예는 참조부호 14 로 표시되어 있는 엑시얼 디스크가 하우징과 연결된 것이 아니라 샤프프 (15) 와 압력 끼워맞춤식으로 연결되어 있다는 점에서 상기 기술된 실시예와 본질적으로 구별된다. 도시된 바와 같이, 엑시얼 디스크 (14) 의 수용 보어 (16) 안에 연결요소 (6) 가 삽입되어 있고, 상기 연결요소는 3 개의 둘레 위치들에 있는 그의 벌지부 (8) 들과 함께 수용 보어 (16) 의 내부 측면에 밀착한다. 연결요소 (6) 에 의해 동심적으로 둘러싸여 있는 샤프트 (15) 는 연결요소 (6) 의 축방향으로 뻗어 있는 부분 (10) 에 의해 (벌지부 (8) 들은 제외하고) 단단히 둘러싸여 있다. 이러한 방식으로 엑시얼 디스크 (14) 는 연결요소 (6) 를 통해 샤프트 (15) 와 단단히 연결되어 있고, 이 경우 엑시얼 디스크 (14) 는 샤프트 디스크라고 불리울 수 있다. 하지만 이 경우 연결요소 (6) 는 축방향으로 뻗어 있는 그의 부분 (10) 이 방사상 외부 단부가 아니라 방사상 내부 단부에 배치되도록 형성되어야만 하는데, 왜냐하면 이 부분 (10) 은 엑시얼 디스크 (14) 의 수용 보어 (16) 와 맞물려야만 하기 때문이다. 그 밖에는 제 1 실시예의 이미 상기에서 기술된 특징과 작용방식이 동일하게 적용되므로, 상세한 설명을 생략한다.

1 : 썬기어 2 : 톱니부
3 : 수용 개구부 4 : 숄더
5 : 측면 6 : 연결요소
7 : 엑시얼 디스크 8 : 벌지부
9 : 축 10 : 축방향으로 뻗어 있는 부분
11 : 방사상으로 뻗어 있는 부분 12 : 커버부
13 : 펀칭 테어 아웃부 14 : 엑시얼 디스크
15 : 샤프트 16 : 수용 보어
R1 : 반경 R2 : 반경

Claims

엑시얼 디스크 (7, 14) 의 기계적 록킹 배열체로서, 상기 엑시얼 디스크는 하우징 (1) 또는 샤프트 (15) 와 연결되어 있으며, 이때 하우징 (1) 은 수용 개구부 (3) 를 구비하고, 상기 수용 개구부 안에 엑시얼 디스크 (7) 가 삽입되어 있으며, 또는 샤프트 (15) 가 엑시얼 디스크 (14) 의 중앙 수용 보어 (16) 로 둘러싸여 있는 엑시얼 디스크의 기계적 록킹 배열체에 있어서, 하우징 (1) 의 수용 개구부 (3) 의 내부 측면 (5) 과 엑시얼 디스크 (7) 의 외부 측면 사이에는 또는 엑시얼 디스크 (14) 의 중앙 수용 보어 (16) 와 샤프트 (15) 사이에는 탄성적으로 유연한 연결요소 (6) 가 배치되어 있고, 상기 연결요소는 원형에서 벗어나는 형태를 가지며, 상기 연결요소는 하우징 (1) 과 엑시얼 디스크 (7) 를 또는 샤프트 (15) 와 엑시얼 디스크 (14) 를 압력 끼워맞춤식으로 서로 연결하고, 이때 상기 연결요소 (6) 는 원주 방향으로 서로 간격을 두고 있는 다수의 위치에서 프리로드하에서 수용 개구부 (3) 및 엑시얼 디스크 (7) 와, 또는 샤프트 (15) 및 엑시얼 디스크 (14) 와 접촉하는 것을 특징으로 하는 엑시얼 디스크의 기계적 록킹 배열체.
제 1 항에 있어서, 상기 압력 끼워맞춤식 연결은 그의 홀딩력 (holding force) 이 중력에 의한 하우징 (1) 과 엑시얼 디스크 (7) 의 분리 또는 샤프트 (15) 와 엑시얼 디스크 (14) 의 분리를 막도록 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시얼 디스크의 기계적 록킹 배열체.
제 1 항에 있어서, 상기 탄성적인 연결요소 (6) 는 균일하게 서로 간격을 두고 있는 3 개의 둘레 위치들에 각각 하나의 벌지부 (8) 가 존재하도록 다각형 모양으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시얼 디스크의 기계적 록킹 배열체.
제 1 항에 있어서, 상기 탄성적인 연결요소 (6) 는 각도를 이루게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시얼 디스크의 기계적 록킹 배열체.
제 4 항에 있어서, 상기 탄성적인 연결요소 (6) 의 상기 벌지부 (8) 들은 방사상 바깥쪽에 또는 방사상 안쪽에 놓이도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시얼 디스크의 기계적 록킹 배열체.
제 1 항에 있어서, 상기 연결요소 (6) 는 철강 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑시얼 디스크의 기계적 록킹 배열체.
제 1 항에 있어서, 상기 엑시얼 디스크 (7, 14) 는 펀칭된 부품으로 제조되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시얼 디스크의 기계적 록킹 배열체.